变频器的外部端子及其控制功能

1变频器的控制功能

1.1基本概念

逆变器操作的控制信号也称为操作命令，例如启动，停止，正向，反向，点动，复位等.

类似于频率设置方法，还有变频器操作命令的输入方法:

（1）键盘操作

即，通过面板上的键盘输入操作指令. 大多数逆变器的面板都可以卸下并放置在操作方便的地方. 面板和逆变器通过延长电缆连接，从而实现了远程控制，如图1所示.

图1面板操作

（2）外部输入控制

操作命令由外部输入来自外部输入端子的开关信号控制，如图2所示.

图2外部输入端子

由于可以在远离变频器的地方操作外部开关信号，因此许多变频器将此控制方法称为“远程控制”或“远程控制”.

出厂时，已设置键盘操作模式. 如果用户需要使用外部输入控件，则在使用前必须通过功能预设对其进行选择.

1.2变频器用于外部输入端子的布置

外部输入控制端子接受所有数字信号，并且所有端子可以大致分为两类:

（1）基本控制输入

如运行，停止，前进，后退，点动，重设等. 这些端子的功能在出厂时已校准，无法更改.

（2）可编程控制输入

由于逆变器可以接收数十个控制信号，因此每个拖动系统不会同时使用许多输入控制端子. 为了节省接线端子并减小体积，变频器仅提供一定数量的“可编程控制输入端子”，也称为“输入端子”. 尽管特定功能是在出厂时设置的，但是它们不是固定的，用户可以根据需要进行预设. 常见的可编程功能，例如多速控制，多速加/减速时间控制，加速/减速控制等；

例如，艾默生td3000系列变频器具有8个输入端子（x1〜x8）. 共有33种可以预设的功能；安川cimr-g7a变频器有10个输入端子（s3〜s12），最多可以预置78种功能.

2个通用输入控制端子的应用示例

2.1加速和减速功能

（1）功能含义

在变频器的外部开关输入端子中，通过功能预置，两个输入端子可以具有加速和减速功能.

如图3所示，假设: x1预设为加速结束，x2预设为减速结束. 然后:

图3外部控制上下速度

当ka1闭合时，x1得到一个信号，并且逆变器的输出频率上升；当ka1打开时，将保持输出频率（或在必要时不保留）.

当ka2闭合时，x2收到信号，逆变器的输出频率降低；当ka2打开时，将保持输出频率（或在必要时不保留）.

加速控制端子和减速控制端子必须同时预置，如果仅预置了其中之一，则无效.

使用外部增减速度控制信号给变频器提供频率，属于数字设定，控制精度高.

（2）应用示例

（a）由外部电位计代替

在变频器的外部参考设置方法中，人们通常使用电位计来设置频率，如图4（a）所示.

图4电位器设置以及加速和减速端子的设置

但是给定的电位计有很多缺点，例如:

·电位器设置是电压设置方法之一，属于模拟量设置，给定精度较差；

·电位器的滑动触点容易因磨损而接触不良，从而导致给定信号的不稳定，甚至出现频率跳变现象；

·当操作位置和变频器之间的距离较远时，线路上的电压降会影响给定的频率精度. 同时，它也更容易受到其他设备的干扰.

使用加速和减速端子设置频率，只需连接两个按钮开关，如图4（b）所示. 其优势非常明显:

·加减速端子的设置属于数字设置，精度高；

·使用按钮开关调节频率，不仅操作简便，而且不易损坏；

·由于是开关控制，因此不受线路压降等的影响，具有出色的抗干扰性能.

因此，当外部提供变频器时，应尽可能少使用电位计，最好使用上下端子进行频率设置.

（b）控制两个地方的加速和减速

在生产实践中，通常需要在两个或多个位置上上下控制同一台电动机. 在大多数情况下，这是通过外部控制来实现的.

·电路结构

如图5所示，sb1和sb2是一组加速和减速按钮，安装在控制箱ca中，其工作频率由“频率表” fa显示； sb3和sb4是另一组加速，并且减速按钮安装在另一个控制箱cb中，其工作频率由“频率表” fb显示. 控制箱ca和cb放置在两个不同的位置.

图5在两个地方控制加速和减速

Sb1和sb3并联连接在x1和com之间以控制加速. sb2和sb4并联连接在x2和com之间以控制减速.

l工作方式

在控制盒ca上按sb1或在控制盒cb上按sb3可以增加频率并保持释放后的频率；否则，按控制箱ca上的“ sb2”或按控制箱cb上的“ sb4”可以降低频率，并保持释放后的频率. 因此，可以在不同的地方实现加速或减速控制.

等等，您还可以实现多重控制. 基本原理是: 控制频率增加的所有按钮开关都并联连接，控制频率减少的所有按钮开关也并联连接.

（c）手动同步控制电路

在纺织，印染和造纸机械中，根据生产过程的需要，通常将其分为许多加工单元，每个单元都有自己独立的拖动系统，如图6所示. 在这种情况下，始终要求每个单元中被处理对象的线速度都相同:

v1 ＝ v2 ＝ v3

图6多单元同步操作

很明显，如果后部单元的线速度低于前部单元的线速度，则会导致被处理物体的堆积；相反，如果后单元的线速度高于前单元的线速度，则会导致工件被撕裂. 因此，要求每个单元的运行速度保持一致，即要实现同步运行.

手动同步控制的要求如下:

首先，每个单元应能够同时增加和减少速度以进行统一调整；

第二，必要时可以分别微调每个单元.

以三个单元的同步为例，控制电路如图7所示，其工作过程如下:

·监控

集成控制电路如图7（d）和图7（e）所示:

图7手动多单元同步控制

按下sb1，继电器ka1通电，其触点连接每个变频器的x1-com590变频器控制端子详解，并且每个单元的电动机同时提高速度；

按下sb2，继电器ka2通电，其触点连接每个变频器的x2-com，并且每个单元的电动机同时降低速度.

·微调

每个逆变器通过按钮开关sb11，sb12（单元1），sb21，sb22（单元2），sb31，sb32（单元3）进行单独调节.

2.2多速控制

（1）输入控制端的“多速”功能

（a）功能含义

逆变器可以设置多个工作频率，其频率的切换是通过外部开关设备改变输入端子的状态和组合来实现的.

例如，当端子s1，s2和s3被预设为多速信号输入端子时. 通过继电器ka1，ka2，ka3的不同组合，可以输入7个速度的信号590变频器控制端子详解，如图8（a）所示.

速度等级与每个输入端子状态之间的关系如图8（b）所示.

图8变频器的多速控制端子

每个齿轮的工作频率（转速）是多少，根据需要预先设置.

（b）变频器功能预设

以东芝vf-a7系列逆变器为例，如下表所示.

根据所附表格，功能预设分为两个步骤:

第一步: 在输入控制端子中选择几个端子（附表中的3个）作为多速输入控制端子；

第二步: 预设每种速度的运行频率.

（2）多段速控制特性

变频器实现多速控制时，需要解决以下问题:

一方面，逆变器每个输出频率的等级需要由三个输入端子的状态决定；

另一方面，操作员用来切换速度的切换设备通常是按钮开关或触摸开关，每个等级只有一个触点.

因此，必须解决在速度选择开关的状态和变频器的每个控制端的状态之间切换的问题，如图9所示.

图9多速控制功能

在这种情况下，由plc控制更为方便.

（3）控件示例

一台生产机器有7种速度，由7个选择按钮控制.

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